CC BY
13СЕКЦИЯ «3D КЕРАМИКА И КОМПОЗИТЫ»
A STUDY ON SELECTIVE LASER SINTERING OF DIATOMITE EARTH POWDERS
Абдусаторов Б.А.
Сколковский институт науки и технологий «СКОЛТЕХ», Москва, Россия bakhodur.abdusatorov@skoltech.ru
In recent years additive manufacturing is actively developing and it is explained by demand from various fields of technologies and industry. Selective laser melting (SLM) is an additive manufacturing process applied for metals and some polymers [1]. Attempts to use this technology for ceramics, like alumina and zirconia, was almost unsuccessful [2]. High elastic moduli characteristic for ceramics led to high thermal stresses exceeding the mechanical strength of these materials, therefore they often crack. However, the researches on SLM of silica sand are limited and application of SLM could be promising, because maximum tensile stress is lower than the tensile strength. Fused silica is more corrosion and temperature resistant than many metals and all polymers [3]. Consequently, the development of SLM of fused silica would give a significant boost to the technology.
We present the data on study of SLM of Diatomite Earth (DE) in view of process parameter optimization to improve the quality of obtained materials. DE powder is a natural, amorphous silica-based material with variable composition, ant the studied sample contained 86 wt % of SiO, 5.5 wt. % of AlO-3, 2.5 wt. % of FeO, 0.78 wt. % of MgO, 1.39 wt. % of KO, 1.22 wt. % of NaO. For laser sintering an experimental system - a 100 kW CO_ laser machine (wavelength 10.6) |jm - was applied. According to the previous works [1,2] the process parameters such as laser power, the thickness of layers, and the preliminary heating temperature predominantly affect the properties and accuracy of the sintered objects. Since the thickness of the powder layer was one of the most important process parameters of optimization, it was varied from 100 jm to 300 jm. The details of current results on SLM of DE and the perspective of application are discussed.
1. Song J.L., Li Y.T., Deng Q.L., Hu D.J. Rapid prototyping manufacturing of silica sand patterns based on selective laser sintering. Journal of Materials Processing Technology. 2007. 187. 614-618.
2. Protasov C.E., Khmyrov R., Grigoriev S., Gusarov A. Selective laser melting of fused silica: Interdependent heat transfer and powder consolidation. International Journal of Heat and Mass Transfer. 2017. 104.
3. Wilkes, J., Hagedorn, Y., Meiners, W. and Wissenbach, K. Additive manufacturing of ZrO2-Al2O3 ceramic components by selective laser melting. Rapid Prototyping Journal, Vol. 19 No. 1, 2013, pp. 51-57.
АДДИТИВНОЕ ПРОИЗВОДСТВО ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ КЕРАМИКИ В
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Косушкин П. А.
OOO «ЭНЕРГОАВАНГАРД», Москва, Россия kosushkin@eav.su
Темпы внедрения аддитивных технологий на отечественных предприятиях увеличиваются с каждым годом, а сами технологии становятся все более изученными и популярными. В основном это относится к изготовлению изделий из пластика и металла. Однако, про аддитивное производство изделий из керамики мало кому известно в России, несмотря на то, что это направление активно развивается за рубежом и пользуется большим спросом [1-3].
Основной целью работы является ознакомление с технологией LCM (Lithography-based Ceramic Manufacturing) - производством изделий из керамики методом послойного синтеза, а также возможными сферами ее применения.
Процесс изготовления заключается в следующем: CAD-модель изделия в специальном программном обеспечении разрезается на 2D-or^ и отправляется в систему послойного синтеза. С помощью системы подачи материала керамическая суспензия (смесь керамического порошка и связующего на основе фотополимера) поступает в ванну, где равномерно распределяется по поверхности с помощью рекоутера. Далее платформа построения опускается в ванну до полного соприкосновения. Снизу находится проектор ультрафиолетового излучения, который выборочно засвечивает сечение CAD-модели до момента фотополимеризации суспензии. Затем платформа поднимается, суспензия заново разравнивается с помощью рекоутера, платформа построения опускается и процесс повторяется до полного выращивания изделия.
